Relè termici elettronici per la protezione da sovraccarico del motore

A cosa servono i relè termici?

I relè termici vengono utilizzati per proteggere i motori elettrici dal sovraccarico. Poiché il surriscaldamento è una conseguenza della sovracorrente, tale relè protegge il motore dalla sovracorrente in quanto tale e dal surriscaldamento. Cioè, si consiglia l'uso di un relè termico in situazioni in cui le correnti nella rete di alimentazione e, di conseguenza, nel carico fornito per qualche motivo possono superare il valore nominale consentito fino a 1,11 - 7 volte, quindi l'impostazione del relè lo farà impedire la distruzione dell'attrezzatura.

Se l'apparecchiatura è responsabile di un lavoro preciso e responsabile, deve essere protetta dal surriscaldamento, altrimenti si verificheranno danni. Infatti, il relè termico confronterà il valore effettivo della corrente che scorre con l'impostazione e proteggerà l'apparecchiatura se l'impostazione viene superata - dopo un periodo di tempo strettamente definito il circuito di carico verrà aperto, l'apparecchiatura verrà salvata.

I circuiti di potenza sono commutati da contattori e quindi il relè termico controlla solo l'alimentazione ai contattori e non è richiesta un'elevata stabilità di corrente dal relè stesso. Il relè sotto forma di unità unificata ausiliaria è collegato al contattore e il contattore di potenza stesso commuta il carico.

I relè hanno solitamente contatti normalmente aperti e normalmente chiusi, il primo responsabile dell'alimentazione della lampada di segnalazione (ad esempio) e il secondo dell'alimentazione del teleruttore.

Quando la temperatura delle apparecchiature elettriche rientra nei limiti consentiti stabiliti, il relè termico mantiene chiuso il circuito e, non appena si verifica un eccesso, si spegne dopo un certo periodo di tempo e maggiore è il rapporto tra la corrente di sovraccarico e il valore nominale, più velocemente viene attivato il relè, poiché maggiore è la corrente, più velocemente il filo si riscalda e non deve essere consentito il surriscaldamento di qualsiasi parte dell'apparecchiatura protetta.

Parametri del relè termico

A valori di sovraccarico elevati (più volte), caratteristici di un cortocircuito, l'apertura viene effettuata da un interruttore automatico con rilascio elettromagnetico o da un fusibile. In generale, le cause del sovraccarico possono essere diverse, ad esempio un regolare avviamento forzato di un motore elettrico o frequenti operazioni di accensione e spegnimento. Quindi il trigger sarà falso.

Per escludere falsi allarmi, l'impostazione è impostata senza riserve, la differenza è solo nelle classi dei relè stessi da 5 a 40, indicando il tempo di risposta: classe 5 - 3 secondi con un sovraccarico di dieci volte, classe 10 - 6 secondi con un sovraccarico decuplicato, ecc., determinato ad una temperatura ambiente di 20°C, con funzionamento trifase simmetrico, per sovraccarico a freddo. L'impostazione mostra la corrente di sovraccarico e la classe mostra il tempo massimo di intervento in secondi.

Una caratteristica importante del relè termico sono i valori limite di più sovraccarichi a lungo termine - circa un'ora. Questa è la condizione in cui è garantito che il relè funzioni o non funzioni. Quindi, se la soglia è impostata su 1,14 ± 0,06, a 1,2 il relè funzionerà sicuramente ea 1,06 sicuramente non funzionerà.

Questo parametro è estremamente importante, determina la precisione e l'affidabilità della protezione e aiuta anche a prevenire falsi allarmi.I relè di altissima qualità sono compensati in temperatura per garantire un funzionamento costante a tutte le temperature ambientali.

In base alle caratteristiche dell'apparecchiatura protetta, viene selezionato anche il tempo di risposta del relè termico, tenendo conto della velocità di sovraccarico consentita. Grandi multipli, fino a 10 volte, richiedono un approccio più approfondito. Ad esempio, la classe 10 è considerata universale ed è adatta per motori elettrici di facile avviamento.

Per partenze pesanti, la classe 20, la classe 30 o la classe 40 sono più adatte. Classe 5 - se è richiesta un'elevata precisione, ad esempio se il carico è a bassa inerzia.Di norma, i produttori di relè termici nella documentazione di accompagnamento indicano l'apparecchiatura più adatta per la quale la classe di questa caratteristica protettiva è attualmente la migliore.

Il tempo effettivo di attivazione del relè è importante qui, deve corrispondere alla dipendenza standard. I migliori relè termici con un sovraccarico da 3 a 7,2 volte hanno una deviazione massima del tempo di intervento dallo standard non superiore al 20% in salita e in discesa. Con un aumento della temperatura, dovuto ad esempio al preriscaldamento con corrente nominale, il tempo di spegnimento è da 2,5 a 4 volte più breve rispetto allo standard a 20 °C.

Svantaggi dei semplici relè termici

I relè termici trifase sono più versatili, monitorano le correnti in tutte e tre le fasi e sono applicabili a circuiti monofase, per corrente alternata e continua.

Ma se le fasi sono caricate in modo altamente asimmetrico? Quindi la temperatura in una delle fasi aumenterà più rapidamente e l'apparecchiatura si surriscalderà pericolosamente, perché il valore effettivo della corrente delle tre fasi non consentirà il rilevamento del pericolo. Di conseguenza, il tempo di intervento e la corrente critica dell'impostazione del relè termico saranno effettivamente inferiori alla situazione reale.

Per risolvere il problema più velocemente è necessario un relè termico più moderno, con protezione integrata contro l'asimmetria della corrente di fase. In tali relè, in caso di squilibrio o in caso di mancanza di fase, il tempo di risposta e la corrente cambieranno di conseguenza e la protezione rimarrà affidabile.

I relè termici sono generalmente realizzati sulla base di sezionatori bimetallici. Quando viene riscaldata dalla corrente, la piastra si piega e attiva il meccanismo di spegnimento, il relè si attiva - passa allo stato "off".Quando la piastra si raffredda, il meccanismo tornerà al suo stato "attivo" originale. La semplicità del design dei relè convenzionali colpisce per il loro basso costo e il buon isolamento acustico. Ma per apparecchiature più sottili, sono necessari relè termici più accurati, quelli elettronici.

Relè termici elettronici

I relè termici elettronici non volatili, come le serie Siemens 3RB20 e 3RB21, sono dotati di sistemi di misura integrati per correnti fino a 630 A. Questi relè sono indipendenti dalla corrente e sono in grado di proteggere i carichi in qualsiasi modalità, anche con forti avviamento, e con fasi aperte o sbilanciate.

In caso di sovraccarico di corrente, con interruzione di una delle fasi o con uno squilibrio, la corrente, ad esempio nel motore, aumenta e diventa superiore al valore impostato. Un trasformatore di corrente integrato registra la corrente e l'elettronica elabora il valore attualmente misurato e, se supera il valore impostato, viene trasmesso un impulso di scatto all'interruttore automatico, che disconnette il carico aprendo il contattore esterno. Il relè stesso è montato sul contattore. Il tempo di intervento è strettamente correlato al rapporto tra la corrente di intervento e la corrente di taratura.

Il relè termico elettronico Siemens 3RB21 non solo è in grado di proteggere dal surriscaldamento dovuto ad asimmetria di fase, sovracorrente o perdita di fase, ma dispone anche di un sistema interno di rilevamento dei guasti a terra (ad eccezione delle combinazioni stella-triangolo). Ad esempio, i guasti a terra incompleti dovuti a danni all'isolamento o all'umidità verranno immediatamente rilevati e il circuito di carico si aprirà.

Quando il relè è attivato, l'indicatore si accende, segnalando la condizione di intervento.È possibile il ripristino automatico o il ripristino manuale. Il riarmo automatico avviene dopo un tempo prefissato, trascorso il quale il relè richiude il teleruttore.